2026届高三物理二轮复习课件-课时12++势能和动能+动能定理及其应用

第八章课时12势能和动能动能定理及其应用物理课标导引•定锚点知识要点课标要求学业质量水平重力势能理解重力势能,知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能水平1动能定理理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象水平2知能构建•强基础考点1重力做功与重力势能1.重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关。2.重力势能(1)概念:物体由于被举高而具有的能。(2)表达式:Ep=mgh。(3)矢标性:重力势能是标量,正负表示其大小,这与功的正负的意义不同。(4)相对性:物体位置的高度总是相对于某水平面来说的,因此,重力势能也总是相对于某一水平面来说的,选不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的。(5)系统性:重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的,我们通常简单地说成“物体的重力势能”。3.重力做功与重力势能变化的关系重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能等于重力做的功;重力做负功时,重力势能增加,增加的重力势能等于克服重力做的功。典例1(2024年浙江1月学考)如图所示,质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3,在空中达到最高点2的高度为h,则足球(

)A.从1到2动能减少mghB.从1到2重力势能增加mghC.从2到3动能增加mghD.从2到3机械能不变B解析:由足球的运动轨迹可知,足球在空中运动时一定受到空气阻力作用,则从1到2重力势能增加mgh,则1到2动能减少量大于mgh,A错误,B正确;从2到3由于空气阻力作用,则机械能减小,重力势能减小mgh,则动能增加小于mgh,选项C、D错误。考点2弹力做功与弹性势能1.弹力做功的特点:弹簧的弹力在弹簧形变时是一个变力,弹力做功是变力做功,不能用功的定义来计算。2.弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能。影响弹簧的弹性势能的因素,形变量越大,劲度系数越大,弹性势能越大。3.弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做正功时,弹性势能减少,减少的弹性势能等于弹力做的功;弹力做负功时,弹性势能增加,增加的弹性势能等于克服弹力做的功。典例2质量为m的物体从弹簧原长处由静止释放,当物体运动到最低点时,弹簧压缩量为h,重力加速度为g,则物体从释放到最低点的过程中,下列说法正确的是(

)A.物体重力势能减少,物体的动能和弹簧弹性势能都增加B.合力对物体做的功是0C.物体的重力势能增加了mghD.弹簧弹性势能减少了mghB解析:物体从弹簧原长处由静止释放,当物体运动到最低点时,重力做正功,重力势能减小,弹力做负功,弹性势能增大,物体向下运动过程中,弹力先小于重力后大于重力,物体向下先做加速运动,后做减速运动,则物体的动能先增大后减小,故A错误;物体的始末速度均为0,根据动能定理可知,合力对物体做的功是0,物体的重力势能减小了mgh,故B正确,C错误;结合上述可知,弹簧弹性势能增加了mgh,故D错误。

3.动能定理

内

容合力对物体所做的功等于物体动能的变化表达式W=ΔEk=Ek2-Ek1各个字母的含义W表示合力的功,ΔEk表示动能变化,指末动能与初动能之差。若ΔEk=0,表示动能不变;若ΔEk>0,表示动能增加;若ΔEk<0,表示动能减少适用范围(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动(2)既适用于恒力做功,也适用于变力做功(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以不同时作用

D

考点4动能定理在多过程中的应用由于多过程问题的受力情况、运动情况比较复杂,从动力学的角度分析多过程问题往往比较复杂,但是,动能定理由于只需要从力做功和始末两状态动能变化去考虑,无需注意其中运动状态变化的细节,同时动能和功都是标量,无方向性,所以无论是单过程、多过程直线运动还是曲线运动,计算都会特别方便。典例4如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出,经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m,OE长L1=0.2m,AC长L2=0.4m,圆轨道和AE光滑,滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ=0.5。滑块质量m=2g且可视为质点,弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力,各部分平滑连接。(1)求滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度vF大小。(2)当h=0.1m且游戏成功时,求滑块经过E点对圆轨道的压力FN大小及弹簧弹性势能Ep0。(3)要使游戏成功,求弹簧的弹性势能E